(57)【要約】【課題】ハンドオーバが行われた場合に、無線制御局間または基地局間でのパケットデータ転送における通信品質を改善することができる移動通信システムおよびパケットデータ転送制御方法を提供する。【解決手段】移動通信システムに、要求される転送時間に応じてパケットデータを分類するパケットデータ分類手段と、ハンドオーバ元ネットワークノードからハンドオーバ先ネットワークノードに、分類されたパケットデータ毎に転送を行う転送制御手段とを備えることにより達成される。【選択図】図３
2006237888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドオーバが行われる場合に、ネットワークノード間でパケットデータの転送を行う移動通信システムにおいて：
要求される転送時間に応じてパケットデータを分類するパケットデータ分類手段；
ハンドオーバ元ネットワークノードからハンドオーバ先ネットワークノードに、分類されたパケットデータ毎に転送を行う転送制御手段；
を備えることを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の移動通信システムにおいて：
前記パケットデータ分類手段は、パケットデータを、リアルタイムに転送するリアルタイム性パケットまたは非リアルタイムに転送する非リアルタイム性パケットに分類することを特徴とする移動通信システム。
【請求項３】
ハンドオーバが行われる場合に、ネットワークノード間でパケットデータの転送を行う移動通信システムにおけるパケットデータ転送制御方法において：
要求される転送時間に応じて、パケットデータを分類するステップ；
ハンドオーバ元ネットワークノードからハンドオーバ先ネットワークノードに、分類されたパケットデータ毎に転送を行うステップ；
を有することを特徴とするパケットデータ転送制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載のパケットデータ転送制御方法において：
前記分類するステップは、パケットデータをリアルタイムに転送するリアルタイム性パケットまたは非リアルタイムに転送する非リアルタイム性パケットに分類するステップを有し、
前記転送を行うステップは、リアルタイム性パケットを無線リンク確立確認前、非リアルタイム性パケットを無線リンク確立確認後に転送するステップを有することを特徴とするパケットデータ転送制御方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載のパケットデータ転送制御方法において：
前記分類するステップは、パケットデータに付与されたトランスポート層のプロトコルに応じて分類するステップを有することを特徴とするパケットデータ転送制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムに関し、特にハンドオーバが行われる場合にネットワークノード間でパケットデータ転送制御を行う移動通信システムおよびパケットデータ転送制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実際に広く用いられている技術として、ＰＤＣ(Personal Digital Celluler)パケット方式およびＩＭＴ−２０００方式における共通チャネル通信中のハンドオーバ方式がある。
【０００３】
これらの方式では、無線制御局間を跨るハンドオーバが発生した場合、ハンドオーバ元無線制御局が保持する無線制御情報と、未送信パケットデータとをハンドオーバ先無線制御局に転送する制御が行われる。
【０００４】
具体例として、ＩＭＴ−２０００方式での無線制御局間を跨ぐハンドオーバ制御について、図１を参照して説明する。
【０００５】
このハンドオーバ制御では、移動局はセル移行を行った後、ハンドオーバ先の無線制御局に対して、基地局を介してハンドオーバ通知を行う。
【０００６】
ハンドオーバ先の無線制御局は、無線制御局間を跨ったハンドオーバであるか否かを判断する。ハンドオーバ先の無線制御局は、無線制御局間を跨ったハンドオーバであると判断した場合は、ハンドオーバ元の無線制御局に無線制御情報の転送を要求する。
【０００７】
無線制御情報転送要求を受信したハンドオーバ元の無線制御局は、保持している無線制御情報をハンドオーバ先無線制御局に転送する。無線制御情報を受信したハンドオーバ先無線制御局は、転送された無線制御情報で移動局とのコネクションを確認し、移動局にハンドオーバ完了を通知する。
【０００８】
ハンドオーバ完了を受信した移動局は、ハンドオーバ完了に対するＡＣＫをハンドオーバ先無線制御局に通知する。
【０００９】
ハンドオーバ先の無線制御局は、移動局からハンドオーバ完了に対するＡＣＫを受信すると、ハンドオーバ元無線制御局に、パケットデータの転送要求を行う。
【００１０】
ハンドオーバ元無線制御局は、パケットデータの転送要求に応じて、ハンドオーバ先無線制御局にパケットデータの転送を行う（無線制御局間パケットデータ転送）。ハンドオーバ先無線制御局は、移動局にハンドオーバ元無線制御局より転送されたパケットデータを送信する。ハンドオーバ元無線制御局は、パケットデータの転送が終了すると、ハンドオーバ先無線制御局に、パケットデータ転送完了通知を送信する。
【００１１】
以上の制御により、ハンドオーバ先無線制御局は、移動局との無線リンクが確立されたことを確実に確認した上でパケットデータ転送を開始することができる。このようにすることにより、ハンドオーバ時の信号損失を防ぐことができ、パケット通信品質の向上が図られる。
【００１２】
しかし、上述したハンドオーバ制御では、無線制御局を跨ぐハンドオーバが行われてからパケットデータが転送されるまでに時間がかかる場合があり、特にリアルタイム性を要求するサービス、例えば、音声通信の場合には、無線制御局を跨ぐハンドオーバが行われてからパケットデータが転送されるまでの時間により生じる遅延により致命的な悪影響が生じる問題がある。
【００１３】
他のハンドオーバ制御技術として、例えば無線制御局を備えていない移動通信システムでのハンドオーバ方式として、基地局間を跨るハンドオーバ毎に基地局間でパケットデータの転送を行う方法も提案されている。
【００１４】
具体的には、ハンドオーバが行われ、基地局間でパケットデータ転送が行われる場合に、信号損失を抑えるため、パケットデータの転送において許容される時間を管理するタイマを設ける。このように構成することにより、リアルタイム系サービスの場合には、タイマを短くすることにより遅延を強制的に抑えることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
しかし、基地局と移動局間での無線リンクの確立手順およびパケットデータ転送を開始するタイミングに関しては明確に示されていない。
【特許文献１】特開２００４−２３５８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【００１７】
ハンドオーバが行われた場合にネットワークノード間で、パケットデータのリアルタイム性、すなわち要求される転送時間に応じたパケットデータの転送が行われていない問題がある。
【００１８】
一般に、無線を用いた移動通信システムでは、有線システムと比較すると通信端末、例えば移動局が通信可能な状態にあるのか否かが不確実である。このため、通信端末が通信可能であることを確認した上で通信を開始する手順を重視する必要がある。
【００１９】
この場合、非リアルタイム系サービスでは、遅延による信号損失を発生させないことが重視されるため、多少時間がかかることは大きな問題ではない。しかし、リアルタイム系サービスの場合は信号損失よりも低遅延が重視されるため、通信端末が通信可能な状態にあるのか否か不確実であっても信号の送受信を開始する方がサービスとしての品質が向上する場合がある。
【００２０】
そこで、本発明は、ハンドオーバが行われた場合に、無線制御局間または基地局間でのパケットデータ転送における通信品質を改善することができる移動通信システムおよびパケットデータ転送制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明の移動通信システムは、ハンドオーバが行われる場合に、ネットワークノード間でパケットデータの転送を行う移動通信システムにおいて、要求される転送時間に応じてパケットデータを分類するパケットデータ分類手段と、ハンドオーバ元ネットワークノードからハンドオーバ先ネットワークノードに、分類されたパケットデータ毎に転送を行う転送制御手段とを備える。
【００２２】
このように構成することにより、ハンドオーバが行われた場合の無線制御局間または基地局間のパケットデータ転送において、リアルタイム性に応じて最適なハンドオーバ品質を得ることができる。
【００２３】
また、本発明のパケットデータ転送制御方法は、ハンドオーバが行われる場合に、ネットワークノード間でパケットデータの転送を行う移動通信システムにおけるパケットデータ転送制御方法において、要求される転送時間に応じて、パケットデータを分類するステップと、ハンドオーバ元ネットワークノードからハンドオーバ先ネットワークノードに、分類されたパケットデータ毎に転送を行うステップとを有する。
【００２４】
このようにすることにより、ハンドオーバが行われた場合の無線制御局間または基地局間で、パケットデータを、リアルタイム性に応じた最適なハンドオーバ品質で転送することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施例によれば、ハンドオーバが行われた場合に、無線制御局間または基地局間でのパケットデータ転送における通信品質を改善することができる移動通信システムおよびパケットデータ転送制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２７】
本発明の実施例にかかる移動通信システムの構成について、図２を参照して説明する。
【００２８】
本実施例にかかる移動通信システム２００は、コアネットワーク２０１に接続された無線制御局２０２（２０２１、２０２２）と、無線制御局２０２と接続された基地局２０３（２０３１、２０３２、２０３３、２０３４）と、基地局２０３と接続される移動局２０４とを備える。
【００２９】
コアネットワーク２０１は、例えばＩＰプロトコルを用いたネットワークであり、具体的にはパケット交換網が想定される。
【００３０】
無線制御局２０２は、ハンドオーバが行われた場合に移動局毎の無線制御、無線側のプロトコルと有線側のプロトコルとの間の変換を行う。また、無線制御局間を跨るハンドオーバが行われる場合、無線制御局間で後述するパケット転送処理を行う。
【００３１】
基地局２０３は、主にベースバンドやＲＦバンドの物理レイヤの処理を行う。
【００３２】
移動局２０４は、物理レイヤからアプリケーションレイヤまで全てのレイヤを終端する。
【００３３】
次に、本発明の実施例にかかるパケットデータ転送装置３００について、図３を参照して説明する。
【００３４】
本実施例にかかるパケットデータ転送装置３００は、パケットデータ分類手段および転送制御手段としての移動局無線制御部３０１と、移動局無線制御部３０１と接続された移動局インタフェース部３０２および無線制御局間インタフェース部３０３と、移動局インタフェース部３０２と接続された基地局インタフェース部３０５およびパケットデータ格納部３０４と、無線制御局間インタフェース部３０３と接続されたコアネットワークインタフェース部３０６とを備える。また、パケットデータ格納部３０４は、無線制御局間インタフェース部３０３およびコアネットワークインタフェース部３０６と接続される。
【００３５】
移動局無線制御部３０１は、移動局インタフェース部３０２や無線制御局間インタフェース部３０３を介して、移動局毎の無線リンクの確立に必要な無線制御情報、例えば提供サービス、加入者認証情報、無線状態、移動局のハードウエア能力などの管理と、ハンドオーバ制御とを行う。
【００３６】
また、移動局無線制御部３０１は、ネットワークノード間、例えば移動局間で送受信されるパケットデータをリアルタイム性、すなわち要求される転送時間に応じて分類する。例えば、移動局無線制御部３０１は、パケットデータをリアルタイムに転送するリアルタイム性パケット、非リアルタイムに転送する非リアルタイム性パケットに分類（区分）する。また、移動局無線制御部３０１は、無線制御局を跨いで、移動局がハンドオーバを行った場合に、無線制御局間で転送されるパケットデータの転送タイミングを決定する。
【００３７】
移動局インタフェース部３０２は、移動局無線制御部３０１の指示にしたがって、有線と無線との間のプロトコル変換処理を行う。
【００３８】
無線制御局間インタフェース部３０３は、移動局無線制御部３０１の指示にしたがって、無線制御局を跨るハンドオーバが行われた場合に無線制御局間で送受するパケットデータのプロトコル処理を行う。
【００３９】
コアネットワークインタフェース部３０６は、コアネットワークに対するプロトコル処理、主に低レイヤに関するプロトコル処理を行う。また、コアネットワークインタフェース部３０６は、無線制御局を跨るハンドオーバが行われる場合に無線制御局との間で信号を送受信する。
【００４０】
基地局インタフェース部３０５は、基地局のインタフェースに対するプロトコル処理、主に低レイヤに関するプロトコル処理を行う。
【００４１】
パケットデータ格納部３０４は、移動局インタフェース部３０２およびコアネットワークインタフェース部３０６の間で送受信されるパケットデータを一時的にバッファリングする。また、パケットデータ格納部３０４は、リアルタイム性に応じて分類された無線制御局間で転送されるパケットデータを管理する。また、パケットデータ格納部３０４は、パケットデータの移動局インタフェース部３０２への送信順番管理を行う。
【００４２】
次に、本発明の実施例にかかるパケットデータ転送制御処理について、図４を参照して説明する。本実施例においては、無線制御局２０２が、パケット転送装置３００を備える場合について説明する。また、本実施例においては、無線制御局間、例えば無線制御局２０２１と無線制御局２０２２との間を跨ぐハンドオーバが発生した場合におけるパケットデータ転送制御処理について説明する。
【００４３】
移動局２０４と無線制御局、例えば無線制御局２０２１との間で、基地局２０３２を介して、任意のサービスに関するパケットデータが送受信される。無線制御局２０２１の移動局無線制御部３０１は、移動局２０４から送信されたパケットデータを、リアルタイム性に応じてリアルタイム性パケットか非リアルタイム性パケットかに分類し、移動局インタフェース部３０２を介して、パケットデータ格納部３０４に格納する。
【００４４】
分類の方法として、パケットデータにリアルタイム性パケットか非リアルタイム性パケットかを識別するための識別子を予め付与する方法や、パケットデータのヘッダに付与されたトランスポートレイヤのプロトコルを確認し、ＵＤＰであればリアルタイム性パケット、ＴＣＰであれば非リアルタイム性パケットと分類する方法がある。
【００４５】
移動局２０４は、通信中に条件のよいセルが見つかった場合はハンドオーバを行う。例えば、基地局２０３２がカバーするエリア（セル）から基地局２０３３がカバーするエリアに移動局２０４が移動する場合、無線制御局２０２１から無線制御局２０２２へ無線制御局を跨いだハンドオーバが行われる。
【００４６】
最初に、無線制御局を跨いだハンドオーバ（HO）が発生する（ステップＳ４０２）。ハンドオーバが行われた後、移動局２０４はハンドオーバ先無線制御局２０２２に対して、基地局２０３３を介してハンドオーバ通知を送信する（ステップＳ４０４）。
【００４７】
ハンドオーバ通知を受信した無線制御局２０２２は、移動局無線制御部３０１において、該当移動局２０４が他の無線制御局配下からハンドオーバをしてきたか否かを判断する。移動局無線制御部３０１は、該当移動局が他の無線制御局配下からハンドオーバをしてきたと判断した場合に、ハンドオーバ元の無線制御局２０２１に無線制御情報転送要求を送信する（ステップＳ４０６）。その結果、無線制御情報転送要求は、無線制御局間インタフェース部３０３と、コアネットワークインタフェース部３０６とを介して送信される。
【００４８】
無線制御情報転送要求を受信したハンドオーバ元無線制御局２０２１は、移動局無線制御部３０１において、自無線制御局２０２１が保持する無線制御情報をハンドオーバ先無線制御局２０２２に転送する（ステップＳ４０８）。また、ハンドオーバ元無線制御局２０２１の移動局無線制御部３０１は、パケットデータ格納部３０４にリアルタイム性パケットに分類されたパケットデータが存在する場合は、無線制御情報の転送に続けて該当パケットデータの転送を開始する（ステップＳ４１０）。その結果、無線制御情報およびリアルタイム性パケットは、無線制御局間インタフェース部３０３と、コアネットワークインタフェース部３０６とを介して送信される。
【００４９】
無線制御情報を受信したハンドオーバ先無線制御局２０２２は、移動局無線制御部３０１において、無線制御情報の内容を元にハンドオーバ完了通知を移動局２０４に対して送信する（ステップＳ４１２）。また、ハンドオーバ先無線制御局２０２２の移動局無線制御部３０１は、引き続きパケットデータを受信した場合は、ハンドオーバ完了信号に続けてパケットデータを移動局２０４に対して送信する。その結果、ハンドオーバ完了通知およびパケットデータは、移動局インタフェース部３０２と、基地局インタフェース部３０５とを介して送信される。
【００５０】
ハンドオーバ完了通知を受信した移動局２０４は、ハンドオーバ完了通知を正常に受信したことを示すＡＣＫをハンドオーバ先無線制御局２０２２に送信する（ステップＳ４１４）。
【００５１】
ＡＣＫを受信したハンドオーバ先無線制御局２０２２は、移動局無線制御部３０１において、無線リンクが正常に確立したと判断し、パケットデータ転送要求をハンドオーバ元無線制御局２０２１に送信する（ステップＳ４１６）。その結果、パケットデータ転送要求は、無線制御局間インタフェース部３０３と、コアネットワークインタフェース部３０６とを介して送信される。
【００５２】
パケットデータ転送要求を受信したハンドオーバ元無線制御局２０２１は、移動局無線制御部３０１において、パケットデータ格納部３０４に非リアルタイム性パケットに分類されるパケットデータが存在する場合は、該当パケットデータをハンドオーバ先無線制御局２０２２に転送する（ステップＳ４１８）。その結果、非リアルタイム性パケットは、無線制御局間インタフェース部３０３と、コアネットワークインタフェース部３０６とを介して送信される。
【００５３】
非リアルタイム性パケットを受信したハンドオーバ先無線制御局２０２２は、移動局無線制御部３０１において、受信した非リアルタイム性パケットがハンドオーバ元無線制御局２０２１から送信されたものであることを確認する。ハンドオーバ先無線制御局２０２２の移動局無線制御部３０１は、受信した非リアルタイム性パケットを、移動局インタフェース部３０２と基地局インタフェース部３０５とを介して、移動局２０４に転送する。
【００５４】
ハンドオーバ元無線制御局２０２１の移動局無線制御部３０１は、全てのパケットデータの転送が完了したと判断した場合、パケットデータ転送完了通知をハンドオーバ先基地局２０２２に送信する（ステップＳ４２０）。
【００５５】
以上の方法により、パケットデータ転送装置３００は、リアルタイム性パケットを、無線リンクの確立確認前であるが低遅延となることを優先し、できるだけ早いタイミングで移動局２０４への送信する。一方、パケットデータ転送装置３００は、非リアルタイム性パケットを、確実性を優先し無線リンクが確立されたことを確認後移動局２０４への送信する。
【００５６】
本実施例では、無線制御局間のパケットデータ転送制御方法として、パケットデータ転送装置３００を無線制御局に備える場合について説明した。しかし、パケットデータ転送制御を行うネットワークノードとして無線制御装置に限定する必要がなく、基地局でも適応可能なことは明らかである。つまり、基地局のみで構成される移動通信システムにおいて、パケットデータ転送装置３００を備える基地局間ハンドオーバにも同等に適用可能である。
【００５７】
本発明の実施例によれば、ハンドオーバが行われる場合に、ネットワークノード間でのパケットデータの転送を開始するタイミングを、パケットデータに要求されるリアルタイム性に応じて変更することにより、サービス毎に最適な通信品質（サービス品質）を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかる移動通信システムおよびパケットデータ転送制御方法は、特にハンドオーバが行われた場合に、ネットワークノード間でパケットデータ転送制御を行う移動通信システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】無線制御局を跨るハンドオーバ時のパケットデータ転送制御の一例を示すシーケンス図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる移動通信システムを示す構成図である。
【図３】本発明の一実施例にかかるパケットデータ転送装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるパケットデータ転送制御の一例を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００６０】
２００  移動通信システム
２０１  コアネットワーク
２０２１、２０２２  無線制御局
２０３１、２０３２、２０３３、２０３４  基地局
２０４  移動局
【図１】
2006237888.tif 000003
【図２】
2006237888.tif 000004
【図３】
2006237888.tif 000005
【図４】
2006237888.tif 000006